Zaloguj się, aby obserwować tę zawartość
Obserwujący
0
Nadprzewodnik z alkoholu
dodany przez
KopalniaWiedzy.pl, w Ciekawostki
-
Podobna zawartość
-
przez KopalniaWiedzy.pl
Piękna stabilna piana to jeden z elementów piwa, którego poszukują miłośnicy tego napoju. Niestety, często spotyka ich zawód. Tworząca się podczas nalewania pianka błyskawicznie znika, zanim zdążymy wziąć pierwszy łyk. Są jednak rodzaje piwa, szczególnie piwa belgijskie, na których pianka jest wyjątkowo stabilna. Naukowcy z Politechniki Federalnej w Zurychu, pracujący pod kierunkiem profesora Jana Vermanta, odkryli właśnie sekret długotrwałego utrzymywania się piany na piwie. Poznanie tej tajemnicy zajęło 7 długich lat badań.
Do niedawna nauka uważała, że stabilność pianki na piwie zależy przede wszystkim od bogatych w proteiny warstw na powierzchni pianki. Jednak badania Vermanta wykazały, że sprawa jest znacznie bardziej skomplikowana.
Okazuje się, że jeśli chodzi o belgijskie piwa typu ale to najbardziej stabilną pianę mają Tripel, mniej stabilną Dubbel, a najmniej stabilną te, które przeszły mniej intensywną fermentację i mają najniższą zawartość alkoholu (Singel). Dwa lagery z dużych szwajcarskich browarów również miały piankę, której stabilność można było porównać z belgijskimi ale, jednak reguły fizyczne zapewniające tę stabilność były inne.
W piwach typu lager elementem decydującym o stabilności pianki jest lepkosprężystość powierzchni. O niej zaś decydują białka obecne w piwie oraz ich denaturacja. Im więcej białek, tym bardziej sztywna błona tworzy się wokół bąbelków w piance i tym bardziej stabilna pianka. Jednak w piwach typu Tripel lepkosprężystość jest minimalna. Tutaj o niezwykłej stabilności pianki decyduje efekt Marangoniego, transfer masy wzdłuż granicy faz w wyniku gradientu napięcia powierzchniowego. Można go zaobserwować w domu wsypując do szklanki wody nieco pokruszonych liści herbaty. Rozłożą się one równomiernie na powierzchni. Gdy dodamy teraz kroplę mydła, zostaną one gwałtownie ściągnięte ku brzegom, przez co na powierzchni powstają prądy. Na piwie, jeśli utrzymają się one dłużej, stabilizują pęcherzyki w pianie.
W belgijskich Singel bogate w białka otoczki wokół pęcherzyków piany zachowują się jak drobne kuliste cząstki, układają się gęsto na powierzchni pęcherzyków, tworząc coś na podobieństwo dwuwymiarowej zawiesiny – mieszaniny cieczy i drobnych ciał stałych – co stabilizuje pęcherzyki. W Dubbel białka tworzą strukturę siatki, rodzaj siatkowatej błony, co jeszcze lepiej stabilizuje pianę. Z kolei w Tripel zachodzą skomplikowane zjawiska podobne do tych, które obserwuje się w prostych surfaktantach, co czyni piankę wyjątkowo stabilną.
Mimo siedmiu lat badań naukowcy nie dowiedzieli się dokładnie, skąd to odmienne zachowanie. Wszystko wskazuje jednak na to, że kluczową rolę w stabilizacji piany odgrywa białko LTP1. Profesor Vermant podkreśla, że stabilność pianki na piwie nie jest zależna od czynników liniowych. Nie wystarczy zmienić jednego elementu i uzyskać ideał. Na przykład jeśli zwiększymy lepkość, pianka stanie się bardziej niestabilna, gdyż osłabi to efekt Marangoniego. Kluczowe jest dostrojenie jednego czynnika w danym czasie tak, by nie doprowadził to do zmiany innych elementów. W piwie odbywa się to w sposób naturalny.
Badania nad pianką na piwie mogą wydawać się mało poważne, jednak ich znaczenie wykracza znacznie poza spożycie złotego napoju. Na przykład lubrykanty stosowane w samochodach elektrycznych mogą ulec spienianiu, co stanowi poważny problem. Dlatego też zespół Vermanta współpracuje obecnie z Shellem i innymi firmami badając, w jaki sposób można uniknąć powstawania piany tam, gdzie jest to niepożądane. Inną korzyścią z badań Vermanta jest poczynienie postępu w kierunku stworzenia surfaktantów wolnych od silikonu czy fluoru. Szwajcarscy uczeni zaangażowani są też w badania nad pianami jako systemami do przenoszenia bakterii oraz nad stabilizacją piany z mleka.
Więcej o badaniach nad stabilnością piwnej pianki można przeczytać w piśmie Physics of Fluid.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Alkohol towarzyszy nam od tysiącleci. Używały go wszystkie wielkie cywilizacje. Znali go Majowie, Egipcjanie, Babilończycy, Grecy, Chińczycy czy Inkowie. Odgrywał ważną rolę w ceremoniach religijnych, wciąż jest ważnym elementem spotkań towarzyskich. Był środkiem płatniczym, służył wzmacnianiu i podkreślaniu pozycji społecznej. W najstarszym znanym eposie literackim „Eposie o Gilgameszu” jednym z etapów ucywilizowania Enkidu – który symbolizuje tam dziką naturę, niewinoość i wolność – jest wypicie przezeń piwa.
W związku z tym znaczeniem alkoholu w wielu kulturach i na przestrzeni tysiącleci, niektórzy badacze proponują, by uznać alkohol za jedne z czynników, który umożliwił pojawienie się dużych złożonych zhierarchizowanych społeczeństw.
Hipotezę tę postanowili zweryfikować badacze z Instytutu Antropologii Ewolucyjnej im. Maxa Plancka. Hipoteza o roli alkoholu jest niezwykle intrygująca, ale dotychczas nie została dobrze przetestowana wśród różnych kultur. Dzieje się tak, gdyż archeologiczne dowody na spożywanie alkoholu są fragmentaryczne, a źródła pisane pochodzą od już dobrze rozwiniętych hierarchicznych kultur, mówi główny autor badań, doktor Václav Hrnčíř.
Naukowcy zebrali dane na temat konsumpcji alkoholu wśród 186 kultur o różnej złożoności organizacji politycznej społeczeństwa. Żeby zrozumieć zależność pomiędzy alkoholem i złożonością społeczną wykorzystali modele statystyczne, których celem było odróżnienie alkoholu od innych czynników mogących mieć wpływ na poziom złożoności struktury politycznej.
Badania wykazały istnienie dodatniej zależności pomiędzy obecnością fermentowanych napojów w społeczności, a jej wyższym stopniem organizacji. Jednak wpływ ten był umiarkowany, szczególnie w porównaniu z innymi zmiennymi, jak np. rolnictwo.
Naukowcy nie szukali konkretnym mechanizmów, za pomocą których alkohol wpływa na społeczeństwo. Jednak zauważony wzorzec występujący pomiędzy różnymi kulturami jest zgodny z tym, co proponują zwolennicy hipotezy o wpływie alkoholu na organizację społeczną. Zatem alkohol mógł być używany przez elity do mobilizacji siły roboczej, tworzenia sojuszy, zyskiwania i wzmacniania pozycji społecznej. Hrnčíř mówi, że w trakcie badań uzyskano też słaby sygnał świadczący o tym, że chęć upicia się nie była głównym czynnikiem napędzającym rozwój skomplikowanych struktur społecznych.
Naukowcy podkreślają, że badali rolę niskoprocentowych alkoholi w nieprzemysłowych społeczeństwach i wnioski dotyczą właśnie ich. We współczesnym świecie, gdzie mamy dostęp do nielimitowanych ilości alkoholu, w tym alkoholu wysokoprocentowego, i często jest on spożywany w samotności, skutki jego używania mogą niejednokrotnie przewyższać nad społecznymi korzyściami.
Źródło: Did alcohol facilitate the evolution of complex societies?, https://www.nature.com/articles/s41599-025-05503-6
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Autor opisanych tutaj badań został oskarżony o oszustwo. Artykuł naukowy wycofano.
Fizycy z University of Rochester poinformowali o stworzeniu pierwszego w historii nadprzewodnika działającego w temperaturze pokojowej. Uzyskany przez nich związek wodoru, węgla i siarki wykazuje właściwości nadprzewodzące w temperaturze dochodzącej do 15 stopni Celsjusza. Po raz pierwszy w historii można rzeczywiście stwierdzić, że osiągnięto nadprzewodnictwo w temperaturze pokojowej, mówi Ion Errea z Uniwersytetu Kraju Basków, fizyk-teoretyk zajmujący się materią skondensowaną. Wyniki badań opublikowano na łamach Nature.
Naukowcy od dawna poszukują nadprzewodników działających w temperaturze pokojowej. Materiały takie zrewolucjonizowałyby wiele dziedzin życia. Pozwoliłyby na bezstratne przesyłanie energii liniami wysokiego napięcia, budowę lewitujących pociągów wielkich prędkości czy stworzenie znacznie bardziej wydajnych komputerów. Niestety, opracowany przez Amerykanów materiał nigdy nie posłuży do stworzenia wspomnianych urządzeń, gdyż wykazuje właściwości nadprzewodzące przy ciśnieniu sięgającym 75% ciśnienia panującego w ziemskim jądrze.
Ludzie od dawna marzą o nadprzewodnikach. Dlatego też mogą nie docenić tego, co zostało osiągnięte, gdyż potrzebujemy do tego wysokich ciśnień, mówi Chris Pickard z University of Cambridge.
Teraz, gdy udowodniono, że nadprzewodnictwo w temperaturze pokojowej jest możliwe, należy jeszcze znaleźć materiał, który będzie nadprzewodnikiem przy ciśnieniu atmosferycznym. Na szczęście niektóre cechy nowego związku sugerują, że możliwe będzie znalezienie odpowiedniego materiału.
Opór elektryczny to zjawisko, które ma miejsce, gdy przemieszczające się elektrony zderzają się z atomami metalu, w którym podróżują. W 1911 roku odkryto, że w niskich temperaturach elektrony wywołują drgania w sieci atomowej metallu, a w wyniku tych drgań elektrony łączą się w pary Coopera. Różne prawa fizyki kwantowej powodują, że pary takie przemieszczają się przez sieć krystaliczną metalu, nie napotykając na żaden opór. Jakby jeszcze tego było mało, tworzą one „nadprzewodzący płyn”, który posiada silne pole magnetyczne, pozwalające np. na osiągnięcie magnetycznej lewitacji nad nadprzewodzącymi szynami kolejowymi.
W 1968 Neil Ashcroft z Cornell University stwierdził, że w osiągnięciu nadprzewodnictwa powinny pomóc atomy wodoru. Co prawda potrzeba jest niezwykle wysokich ciśnień, by uzyskać sieć krystaliczną wodoru, jednak praca Ashcrofta dawała nadzieję, że uda się znaleźć taki związek wodoru, dzięki któremu będzie to możliwe przy niższych ciśnieniach.
Szybkich postępów zaczęto dokonywać w XXI wieku, kiedy to z jednej strony pojawiły się potężniejsze komputery, pozwalające na przeprowadzanie teoretycznych obliczeń i warunków, jakie powinny być spełnione, by osiągnąć nadprzewodnictwo, z drugiej zaś rozpowszechniło się użycie kompaktowych komór diamentowych, pozwalających na osiąganie bardzo wysokich ciśnień.
Badania tego typu są bardzo kosztowne, o czym świadczy chociażby przykład z Rochester. Zespół naukowy, który pochwalił się osiągnięciem nadprzewodnictwa w temperaturze pokojowej, posiłkował się obliczeniami i intuicją. Podczas prac testowano wiele związków wodoru, z różną zawartością wodoru. Konieczne było bowiem znalezienie odpowiednich proporcji tego pierwiastka.
Jeśli będziemy mieli zbyt mało wodoru, nie uzyskamy dobrego nadprzewodnika. Jeśli będzie go zbyt dużo, to formę metaliczną przybierze on przy ciśnieniach, które niszczą diamentowe ostrza komory. W czasie swoich badań uczeni zniszczyli dziesiątki par takich ostrzy, z których każda kosztuje 3000 USD. Budżet na diamenty to największy problem, przyznaje Ranga Dias, szef zespołu badawczego.
Dzisiejszy sukces był możliwy dzięki wykorzystaniu osiągnięć niemieckich naukowców, którzy w 2015 roku uzyskali nadprzewodzący siarkowodór w temperaturze -70 stopni Celsjusza. Amerykanie również rozpoczęli swoją pracę od siarkowodoru. Dodali do niego metan, a całość przypiekli laserem. Byliśmy w stanie wzbogacić całość i wprowadzić do systemu odpowiednią ilość wodoru, by utrzymać pary Coopera w wysokich temperaturach, wyjaśnia Ashkan Salamat.
Naukowcy przyznają, że nie wiedzą dokładnie, jak wygląda ich materiał. Wodór jest zbyt mały, by było go widać w standardowym próbkowaniu struktury, nie wiadomo zatem, jak dokładnie wygląda sieć krystaliczna uzyskanego związku, ani nawet jaka jest jego dokładna formuła chemiczna. Uzyskane wyniki nie do końca zgadzają się też z wcześniejszymi teoretycznymi przewidywaniami. Niewykluczone, że wysokie ciśnienie w jakiś nieprzewidywalny sposób zmieniło badaną substancję, dzięki czemu udało się uzyskać tak dobre nadprzewodnictwo w temperaturze pokojowej.
Obecnie Dias i jego grupa pracują nad dokładnym określeniem budowy swojej substancji. Gdy już będą to wiedzieli, teoretycy będą mogli przystąpić do obliczeń, pozwalających na dalsze udoskonalenie przepisu na nadprzewodnik w temperaturze pokojowej.
Dotychczas udowodniono, że próba uzyskania działającego w temperaturze pokojowej nadprzewodnika złożonego z wodoru i jeszcze jednego pierwiastka to ślepy zaułek. Jednak trójskładnikowe związki mogą być rozwiązaniem problemu. Szczególnie obiecująco wygląda tutaj dodanie węgla do całości. Węgiel ma bardzo silne wiązania kowalencyjne i, jak się wydaje, zapobiega on rozpadaniu się par Coopera przy mniejszym ciśnieniu.
Ciśnienie atmosferyczne będzie tutaj bardzo dużym wyzwaniem. Ale jeśli do równania dodamy węgiel, to jest to bardzo dobry prognostyk na przyszłość, mówi Eva Zurek z zespołu obliczeniowego, który współpracuje z grupą Diasa.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Po raz pierwszy zidentyfikowano ślady wina pitego w Troi. Analizy chemiczne charakterystycznych pucharów depata amphikypella (l. poj. depas amphikypellon) wykazały zarówno ślady wina, jak i dowiodły, że napojem tym cieszyły się wszystkie klasy społeczne legendarnego miasta. Odkrycie, dokonane przez ekspertów z Uniwersytetów w Tybindze, Bonn i Jenie, zostało opisane na łamach American Journal of Archaeology.
Odkrywca Troi, Henryk Schliemann, znalazł na miejscu wykopalisk setki złotych i srebrnych naczyń. Jednak tym, co przykuwało jego szczególną uwagę i co przekonało go, że trafił na miasto opisane przez Homera, były gliniane naczynia. To opisane w „Iliadzie”, charakterystyczne dla epoki brązu puchary o dwóch uszach.
Obecnie, dzięki licznym wykopaliskom, archeolodzy dobrze znają ten rodzaj naczyń. Depata amphikypella togliniane puchary o wysokości od 12 do 40 centymetrów, wyposażone w dwoje uszu, zwężające się du dołowi. W samej tylko Troi znaleziono ich ponad 100, datowanych na lata 2500–2000 p.n.e. Archeolodzy trafiają na nie od regionu Morza Egejskiego, przez Azję Mniejszą po Mezopotamię. Każde mieściło od 0,25 do 1 litra wina. Schliemann, na podstawie Homera, założył, że naczynia takie były używane podczas różnego rodzaju ceremonii.
Znaleziska wydawały się potwierdzać relację Homera i założenia Schliemanna. Depata znajdowane były w świątyniach, pałacach i grobach. Wywnioskowano stąd, że były specjalnymi naczyniami, używanymi przy specjalnych okazjach przez elity. Ze źródeł pisanych wiemy też, że w tym czasie wino uważane było za kosztowny luksusowy napój, który trzeba było sprowadzać. Stąd też przypuszczenie, że jedynie elity miały do niego dostęp.
Takie przypuszczenie może być rzeczywiście prawdziwe dla terenów w głębi Azji Mniejszej. Jednak wiele regionów położonych jest w miejscach, gdzie uprawa winorośli była rozpowszechniona.
Naukowcy z Uniwersytetu w Tybindze, postanowili sprawdzić, czy rzeczywiście depata były używane do picia wina i czy ktoś inny poza elitami Troi miał do niego dostęp. W uniwersyteckich zbiorach znajduje się jeden kompletny depas znaleziony przez Schliemanna i fragmenty dwóch innych. Uczeni pobrali 2 gramy próbek z tych fragmentów, podgrzali je do temperatury 380 stopni i przeanalizowali uzyskany gaz. Badania metodami chromatografii gazowej i spektrometrii mas wykazały obecność kwasu bursztynowego oraz pirogronowego. Mogły one znaleźć się w naczyniu wyłącznie wskutek wlania tam wina. Możemy z całą pewnością stwierdzić, że w depata pito wino, a nie sok winogronowy, mówi Maxime Rageot z Uniwersytetu w Bonn, który prowadził analizy. Do rozstrzygnięcia pozostała więc kwestia dostępności wina dla różnych klas trojańskiego społeczeństwa.
Uczeni przeprowadzili więc podobną analizę dwóch zwykłych kubków, jakie setkami są znajdowane w Troi poza miejscem zamieszkania elity. Również i one zawierały pozostałości po winie.
Takie pozornie drobne odkrycia mogą sporo zmieniać w naszej wiedzy o przyszłości. Okazuje się bowiem, że w III tysiącleciu p.n.e. – przynajmniej w Troi – wino nie było wyłącznie napojem elity, a dostęp do niego miały wszystkie klasy społeczne. A depata znajdowane poza miejscami, gdzie mieszkała elita, pokazują, że były to dość popularne naczynia w tym czasie. Do rozstrzygnięcia pozostaje pytanie, czy Troja była wyjątkiem, czy też w innych miejscach Anatolii wino było równie dostępne.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Claudio Pellegrini z brazylijskiego Uniwersytetu Federalnego w São João del-Rei obliczył, jaki kształt powinna mieć szklanka do piwa, by jak najdłużej utrzymać niską temperaturę napoju. Problem temperatury piwa trapi naukowców od dawna. Już przed 11 laty klimatolodzy z University of Washington prowadzili obliczenia i eksperymenty, które dały odpowiedź na pytanie, dlaczego w letni dzień piwo tak szybko się ogrzewa.
Większość osób woli pić piwo ze szklanki niż z kufla. Jednak piwo w takim naczyniu szybciej się ogrzewa. Pellegrini, który opublikował wyniki swoich badań na łamach arXiv, postanowił poszukać optymalnego kształtu szklanki, opierając się na podstawach fizyki dotyczących transferu ciepła. W swojej pracy nie brał pod uwagę czynników zewnętrznych, takich jak ciepło dłoni czy rodzaj szkła. Badał jedynie, w jaki sposób kształt wpływa na tempo przepływu energii cieplnej.
Swoje obliczenia rozpoczął od standardowego kształtu i rozmiaru typowej szklanki o prostych ściankach i takiej samej średnicy na górze i na dole. Dla każdego ze sprawdzanych kształtów przyjął taką samą temperaturę napoju oraz założył, że samo szkło ma pomijalną rezystancję termiczną.
Okazało się, że ludzkość – bez naukowych obliczeń – stworzyła już idealny kształt szklanki do piwa. Okazało się, że złocisty napój ogrzewa się najwolniej w szklance z dnem o niewielkiej średnicy, która stopniowo rozszerza się ku górze.
« powrót do artykułu
-
-
Ostatnio przeglądający 0 użytkowników
Brak zarejestrowanych użytkowników przeglądających tę stronę.